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Título: Modelos não lineares de materiais magnéticos para dispositivos elétromagnéticos
Título(s) alternativo(s): Non-linear models of magnetic materials for electromagnetic devices
Autor(es): Santos, Cássia Cristina Chiapetti dos
Orientador(es): Ortiz, Jorge Luis Roel
Palavras-chave: Circuitos magnéticos
Eletromagnetismo
Campos magnéticos
Magnetic circuits
Electromagnetism
Magnetic fields
Data do documento: 21-Nov-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: SANTOS, Cássia Cristina Chiapetti dos. Modelos não lineares de materiais magnéticos para dispositivos elétromagnéticos. 2016. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2016.
Resumo: Núcleos feitos de material magnético são amplamente utilizados em diversas áreas de aplicação da engenharia elétrica, entre elas as áreas de maquinas elétricas e eletrônica de potência. A análise de sistemas que contém estes núcleos magnéticos é complexa devido ao comportamento não linear do material magnético. Este comportamento não linear é representado por meio da curva de magnetização, que mostra a variação do fluxo ao variar o campo magnético. Para facilitar o estudo e a análise de sistemas com núcleos magnéticos considerando o seu comportamento não linear é importante o uso de modelos matemáticos que auxiliem a representação do efeito da saturação no núcleo. Partindo dessa premissa, o objetivo desse trabalho é modelar a curva de magnetização de materiais ferromagnéticos por meio de modelos matemáticos e mostrar o comportamento de indutores em um circuito elétrico. Para a implementação dos modelos fez-se necessário um ensaio experimental para obter as curvas de magnetização dos materiais estudados. Com os dados obtidos da curva de magnetização, cada modelo é implementado em um algoritmo computacional. Para testar o algoritmo e os modelos da curva de magnetização modelou-se um circuito elétrico contendo um resistor e um indutor. As equações do circuito elétrico, do fluxo magnético e do modelo do material são resolvidas, resultando nas formas de onda da corrente e tensão no indutor. Para validar e comprovar os resultados da simulação, implementou-se um circuito RL.
Abstract: Cores made with magnetic materials are broadly use in several areas of application Electrical Engineering, such as electrical machines and power electronics. Analyzing systems containing these magnetic cores is complex due to the nonlinear behavior of the magnetic material. This non-linear behavior is represented by magnetization curve, showing flow variations by varying the magnetic field. To facilitate the study and analysis of systems with magnetic cores considering their non-linear behavior, it is important to use mathematical models that help to represent the effect of core’s saturation. Based on this, the objective of this work is to model magnetization curve of ferromagnetic materials by means of mathematical models and to show the behavior of inductors in an electric circuit. For implementing these models, an experimental test was necessary to obtain the magnetization curves of the studied materials. With the data obtained from the magnetization curve, each model was implemented in a computational algorithm. For testing the algorithm and model of the magnetization, curve an electrical circuit was modeled having a resistor and an inductor. The equations of the electric circuit and the magnetic flux are solved, resulting in the waveforms of current and voltage in the inductor. To validate and verify the simulation results, an experimental RL circuit was used.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15040
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